704所-伺服阀.doc

1、概述： 电液伺服阀是电气液压伺服控制系统的关键部件，用于位置、速度、加速度和 力等的控制。 七 O 四研究所创建于 1956 年，隶属于中国船舶重工集团公司，主要从事舰船特 辅机电设备的应用研究和设计开发工作，本所技术力量雄厚，拥有中高级科研技术人 员 500 余人，专业技术人员 300 余人。早在五十年代已开始研究、开发电气液压产 品。七十年代开始研制和应用电液伺服阀，并在 1981 年研制诞生了我国第一台船用 射流管电液伺服阀。经过几代人的不懈努力，本所生产的 CSDY 型射流管电液伺服阀 已成为系列产品。我们的产品具有结构紧凑、体积小、寿命长、抗污染能力强、动态 响应快、分辨率优，适用工

2、作压力范围广等优点，已广泛用于航空、航海、冶金、化 工、轻纺、塑料加工、石油冶炼、试验机械、电站设备和机器人等领域。 工作原理： CSDY 系列射流管电液伺服阀是力反馈两级流量控制阀（见结构原理图） ， 结构原理图 力矩马达采用永磁结构，弹簧管支承着衔铁射流管组件，并使马达与液压部分隔 离，所以力矩马达是干式的。前置级为射流放大器，它由射流管与接受器组成。当马 达线圈输入控制电流，在衔铁上生成的控制磁通与永磁磁通相互作用，于是衔铁上产 生一个力矩，促使衔铁、弹簧管、喷嘴组件偏转一个正比于力矩的小角度。经过喷嘴 的高速射流的偏转，使得接受器一腔压力升高，另一腔压力降低，连接这两腔的阀芯 两端形成

3、压差，阀芯运动直到反馈组件产生的力矩与马达力矩相平衡，使喷嘴又回到 两接受器的中间位置为止。这样阀芯的位移与控制电流的大小成正比，阀的输出流量 就比例于控制电流了。 射流放大器因为没有像双喷嘴挡板阀放大器的压力负反馈，所以流量和压力增 益较高，因此该型阀分辨率极好，低压工作性能亦很好。 射流管电液伺服阀的特点： 1、该阀的力矩马达采用整体焊接工艺，结构牢固，能在恶劣环境条件下正常工作。 2、独特的射流管放大器结构可以通过 200m 的污染颗粒，而不发生故障。 3、单输入型的前置级如被堵时，伺服阀能自动复零，不会产生错误的“满舵”现象。 4、射流放大器没有喷挡放大器的压力负反馈，所以前置级的流量

4、和压力增益都比较 高。 5、驱动阀芯的力大。 6、分辨率通常小于 0.1（最大 0.25） 。 7、应用该阀基本无须采用颤振的办法来提高分辨率和低滞环等。 8、适用工作压力范围广，甚至可以在 0.5MPa 供油压力时，仍能工作。 电液伺服阀术语和定义： （见国标 GB13854 射流管电液伺服阀） 电液伺服阀： 输入为电信号，输出为液压能的伺服阀。 流量控制电液伺服阀： 以控制输出流量为主的电液伺服阀。 级： 伺服阀中的液压放大器。伺服阀可以是单级、双级或三级。 压力增益： 控制流量为零时，负载压降对输入电流的变化率。 （见图 1） 图 1 压力增益 零位 负载压降为零时，使控制流量为零的输出

5、级相对几何位置。 零位区域 零位附近，流量增益受遮盖和内漏等参数影响的区域。 分辨率 使伺服阀的输出产生变化所需的最小输入电流之增量，以额定电流的百分比表示。 正向分辨率 沿着输入电流变化的方向，使伺服阀输出产生变化所需的最小输入电流的增量。 用其与额定电流的百分比表示。 反向分辨率 逆着输入电流变化的方向，使伺服阀输出产生变化所需的最小输入电流的增量。 用其与额定电流的百分比表示。 通常分辨率用反向分辨率来衡量。 零漂 因压力、温度等工作条件的变化而引起的零偏的变化，以额定电流的百分比表示。 内漏 伺服阀控制流量为零时，从进油口到回油口的内部流量，它随进油口压力和输入 电流的变化而变化（见图

6、 2） 。 图 2 内漏曲线 控制流量 从伺服阀的控制油口（A 或 B）流出的流量（见图 3） 。负载压降为零时的控制流 量称为空载流量，负载压降不为零时的控制流量称为负载流量。 图 3 控制流量曲线 空载流量曲线 空载控制流量随输入电流在正负额定电流之间作出的一个完整循环的连续曲线。 额定流量 伺服阀压降在额定供油压力情况下，对应于额定电流的空载流量。 名义流量曲线 流量曲线中点的轨迹。 流量增益 流量曲线的斜率（见图 4） 。 图 4 流量增益、线性度、对称度 名义流量增益 从名义流量曲线的零流量点向两极性方向各作一条与名义流量曲线偏差最小的直 线，为名义流量增益线。其斜率即为名义流量增益

7、（见图 4） 。 线性度 名义流量曲线的直线性。用名义流量曲线与名义流量增益线的最大偏差来衡量， 并以额定电流的百分比表示（见图 4） 。 对称度 两个极性的名义流量增益一致的程度。用二者之差对较大者的百分比表示（见图 4） 。 滞环 在正负额定电流之间，以小于测试设备动态特性起作用的速度循环，对于产生相 同输出的往与返的输入电流之差的最大值，以其与额定电流的百分比表示为滞环。 遮盖 滑阀位于零位时，固定节流棱边与可动节流棱边轴向位置的相对关系。 零遮盖 二极名义流量曲线的延长线的零流量点之间不存在间隙遮盖（见图 5a） 。 图 5a 零遮盖 正遮盖 在零位区域，导致名义流量曲线斜率减小的遮盖

8、（见图 5b） 。 图 5b 正遮盖 负遮盖 在零位区域，导致名义流量曲线斜率增大的遮盖（见图 5c） 。 图 5c 负遮盖 频率响应 当恒幅正弦输入信号在规定频率范围内变化时，控制流量对输入电流的复数比。 幅值比 在某频率范围内，控制流量幅值对正弦输入电流幅值比。 相位滞后 在规定频率范围内，正弦输出跟踪正弦输入电流的瞬时时间差。在一个特定的频 率下测量，以角度表示。 瞬态响应 阶跃输入时，输出的跟踪特性。 伺服阀流量规格的选择： 伺服阀的额定流量（ ）一般是指阀在额定供油压力（ ）和额定电流( )条NQNPNI 件下的空载流量。其计算公式如下： 流量系数 NNPKIQK 实际供油压力（ ）

9、情况下的实际流量（ ）计算公式：S SQ NSP 实际供油压力，并考虑负载压降（ ） 、回油压力（ ）时的负载流量 的计LPTPLQ 算公式： NTLSLQ 伺服阀流量规格亦可以直接从阀压降流量特性曲线中查出。 （见图） 阀压降 额定电流和线圈电阻： CSDY 系列射流管电液伺服阀的额定电流和每个线圈电阻，除了有 8mA，1000 外，还有多档规格可由用户选择： 序 项目 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 额定电流 （mA） 8 10 16 20 25 30 40 50 63 80 线圈电阻 （ ） 1000 650 250 160 105 75 40 25 16 10.5 注：1、其

10、他特殊规格可特殊设计制造。 2、最大过载电流可以是额定电流的两倍（即 =2 ） 。maxIN 线圈连接方式： 线圈排列 线圈连接方式 单线圈 串 联 并 联 差 动 接线标注号 2、1、4、3 2（1、4）3 2（4） 、1（3） 2（1、4）3 外引出线颜色 绿 红 黄 蓝 绿 蓝 绿 红 绿 红 蓝 控制电流的正极性 2+ 1- 或 4+ 3- 2+ 3- 2+ 1- 当 1+时，1 到 21 到 3当 1-时，2 到 13 到 1 4（黄） 3（蓝） 三线圈伺服阀线圈接法与极性 线圈排列： 线圈接法与极性： 红 白 黄 绿 橙 蓝 + - + - + - 如图极性表示：供油腔通 1 腔，

11、回油腔通 2 腔。 伺服阀的传递函数： 系统设计与分析时，CSDY 系列射流管电液伺服阀的传递函数可按下式近似估算：12SKSWnn 示中： 阀的流量增益K 自然频率（可以取阀相位滞后 90的频率）n 阻尼比（由阀幅频特性可见，其值约 0.71） 伺服放大器的要求： CSDY 系列伺服阀必须配以直流伺服放大器，放大器应采用深度电流负反馈电路。 一般讲，各种系统须配以各种专用放大器。 本所可提供与射流管电液伺服阀配套的专用放大器，也可为用户提供系统设计， 分析和各种咨询服务。 红 黄绿 蓝 橙 常规技术参数： 工作压力 1MPa31.5MPa 环境温度 -30 60 油液温度 -30 90 密封

12、件材料 氟橡胶 工作介质 石油基液压油 系统过滤 选用无旁路的高压过滤器，滤器尽量靠近伺服阀供油口 过滤精度 名义过滤精度不低于 10 的滤器 油液清洁度等级 油液的清洁度影响着伺服阀的工作性能， （重复精度、分辨率、滞环等）也极大地 影响伺服阀的使用寿命。 推荐清洁度等级 油液污染度等级不劣于 GB/T14039-2002 中规定的 -/16/13 级 常规使用 GB/T14039-2002 中规定的 -/18/15 级 长寿命使用 GB/T14039-2002 中规定的 -/15/12 级 安装要求： 可任意安装，安装座表面粗糙度不低于 Ra 0.8，表面不平度不大于 0.03mm，安装

13、座表面不应有毛刺，在伺服阀安装前，先装冲洗板，对系统进行一般不少于 8 小时的 循环清洁。 CSDY1 型射流管电液伺服阀 技术指标： 型 号 CSDY12、4、8、10、15、20、30、40 额定电流 8mA （或其它规格） 线圈电阻 1000100（或其它规格） 额定压力 21MPa 使用压力 0.5 MPa31.5 MPa 滞 环 3（max4%） 分 辨 率 0.25 线 性 度 7.5 对 称 度 10 各项零漂 2 频率影响 （-3db）70Hz（-90）90Hz 温度范围 -40+85 工作油液 2055，22透平油，YH-10， VG32(ISO3448)抗磨液压油 系统油滤

14、精度 10m20m 使用寿命 10 7 次 或连续工作时间 5000h 重 量 400g 流量特性 静耗量特性 压力增益特性 频率特性 CSDY1 型阀外形图 CSDY1 安装底板图 CSDY2 型射流管电液伺服阀 技术指标： 型 号 CSDY240、50、60 额定电流 8mA （或其它规格） 线圈电阻 103100（或其它规格） 额定压力 21MPa 使用压力 0.531.5 MPa 滞 环 3（max4%） 分 辨 率 0.25 线 性 度 7.5 对 称 度 10 各项零漂 2 频率影响 （-3db）60Hz（-90）80Hz 温度范围 -40+85 工作油液 2055，22turbi

15、ne ，YH-10 VG32(ISO3448) 系统油滤精度 1020m 使用寿命 10 7 cyclical number Continuous operation 5000h 重 量 450g 流量特性 静耗量特性 压力增益特性 频率特性 CSDY2 型阀外形图 CSDY2 安装底板图 CSDY3 型射流管电液伺服阀 技术指标： 型 号 CSDY360、80、100、120、140 额定电流 8mA （或其它规格） 线圈电阻 103100（或其它规格） 额定压力 21MPa 使用压力 0.531.5 MPa 滞 环 3（max4%） 分 辨 率 0.25 线 性 度 7.5 对 称 度 1

16、0 各项零漂 2 频率影响 （-90）50Hz 温度范围 -40+85 工作油液 2055，22turbine ，YH-10 VG32(ISO3448) 系统油滤精度 1020m 使用寿命 107 cyclical number 重 量 1200g 流量特性 静耗量特性 压力增益特性 频率特性 CSDY3 型阀外形图 CSDY3 安装底板图 CSDY4 型射流管电液伺服阀 技术指标： 型 号 CSDY4120、140、160、180、200 额定电流 8mA （或其它规格） 线圈电阻 103100（或其它规格） 额定压力 21MPa 使用压力 0.531.5 MPa 滞 环 3（max4%）

17、分 辨 率 0.25 线 性 度 7.5 对 称 度 10 各项零漂 2 频率影响 （-90）40Hz 温度范围 -40+85 工作油液 2055，22turbine ，YH-10 VG32(ISO3448) 系统油滤精度 1020m 使用寿命 107 cyclical number 重 量 1200g 流量特性 静耗量特性 压力增益特性 频率特性 CSDY4 型阀外形图 CSDY4 安装底板图 CSDY5 型射流管电液伺服阀 技术指标： 型 号 CSDY5140、180、200、220（指 210bar 下的空载流量） 额定电流 8mA （或其它规格） 线圈电阻 103100（或其它规格）

18、额定压力 21MPa 使用压力 0.5 31.5 MPa 滞 环 3（max4%） 分 辨 率 0.25 线 性 度 7.5 对 称 度 10 各项零漂 2 频率影响 （-90）40Hz 温度范围 -40+85 工作油液 2055，22turbine ，YH-10 VG32(ISO3448) 系统油滤精度 1020m 使用寿命 107 cyclical number 重 量 3000g 流量特性 静耗量特性 压力增益特性 频率特性 CSDY5 型阀外形图 CSDY5 安装底板图 DSDY 三线圈电余度射流管电液伺服阀 技术指标： 型 号 DSDY2、4、8、10、15、20、30、40 额定电

19、流 8mA3 （或其它规格） 线圈电阻 103100（或其它规格） 额定压力 21MPa 使用压力 0.5 31.5 MPa 滞 环 3（max4%） 分 辨 率 0.25 线 性 度 7.5 对 称 度 10 各项零漂 2 频率影响 （-3db）70Hz（-90）90Hz 温度范围 -40+85 工作油液 2055，22turbine ，YH-10 VG32(ISO3448) 系统油滤精度 1020m 使用寿命 107 cyclical number 重 量 400g 流量特性 静耗量特性 压力增益特性 频率特性 DSDY 型三线圈阀外形图 DSDY 安装底板图 CSDY 型射流管伺服阀 订

20、货信息 备件及附件 型号及类型说明： 产品型号标记示例： 额定压力 21MPa，额定流量 30L/min，1 系列，额定电流 8mA，射流管电液伺服阀。 伺服阀 GB/13854-1992 CSDY1-30-21-8 额定压力 14MPa，额定流量 20L/min，1 系列，额定电流 20mA，射流管电液伺服阀。 伺服阀 GB/13854-1992 CSDY1-20-14-20 备件及附件： 备件及附件名称 数 量 冲洗板 1 “ O”型密封圈 6 配套插件 1 合格证书 1 说明书 1 额 定 流 量系 列 号 （ 1、 2、 3、 4、 5）射 流 管 电 液D 三 线 圈C两 线 圈代 号额 定 电 流 （ 8不 表 示 ）额 定 压 力 （ 不 表 示 ） 本所还为用户提供如下服务： 1、研制生产小流量的单级射流管式流量压力电液伺服阀。 2、射流管式二级和三级电反馈电液伺服阀。 3、压力、流量伺服阀或比例阀。 4、各种进口伺服阀的国产化替代。 5、应客户特殊要求设计抗污染、耐高压、耐腐蚀的伺服阀。 6、为客户引进的系统、设备，做系统、元件的消化、服务等工作。 7、测试、修理各种国内、外电液伺服阀和比例阀。 8、提供伺服阀放大器设计咨询。 9、为用户培训使用、维修电液伺服系统的人员。